МОДЕЛЬНІ РОЗРАХУНКИ ДЛЯ КОМПАКТНОЇ ЧАСОПРОЕКЦІЙНОЇ КАМЕРИ НА БАЗІ «INGRID» ДЕТЕКТОРІВ

 

А. Чаус^1,4, П. Кола¹, Д. Атті¹, М.Тітов¹,

С.Барсук², Л.Бурмістров², У. Монар², А. Варіола²,

О.Безшийко³, Л.Голінка-Безшийко³, І.Каденко³, О.Федорчук³,

 

²CEA IRFU, Сакле, Франція

¹Лабораторія Лінійного прискорювача (LAL), Орсе, Франція

³Київський національний університет імені Тараса Шевченка, Київ, Україна

⁴DESY, Гамбург, Німеччина

 

Створення детекторів з високою гранулярністю, з максимально можливими просторовою і часовою роздільною здатністю є нагальною необхідністю для сучасних проектів з фізики високих енергій (ФВЕ), таких, як оновлені експериментальні установки Великого Адронного Колайдера (LHC) чи Міжнародний Лінійний Колайдер (ILC).

Micromegas технологія з використанням вбудованих високоінтегрованих електронних мікросхем серії Timepix для цифрового зчитування даних – одна із високообіцяючих технологій мікроструктурних газових детекторів з високим потенціалом розвитку для забезпечення необхідного сучасного оптимального співвідношення вартості та функціональних можливостей ФВЕ детекторів. На даному етапі оптимізація основних параметрів таких систем є актуальною і дуже важливою задачею їх успішного широкого впровадження для використання в експериментальних установках ядерної фізики і ФВЕ.

В даній роботі проведено моделювання роботи компактної часопроекційої камери (micro-TPC) на базі Micromegas детекторів з використанням InGrid  технології для визначення та оптимізації чутливої області детектора, проведено порівняння з експериментальними даними. Модельні розрахунки для аналізу дрейфу  електронів  проводилися з використанням спеціалізованого коду Garfield++, для ефективності розрахунків використовувалася обчислювальна кластерна система  міжнародного ядерно-фізичного центру ЦЕРН.

Результати моделювання дозволили оптимізувати конструкцію micro-TPC, експериментальні дані достатньо добре узгоджуються з розрахованими. Показано, що електричні характеристики навколишнього оточення біля InGrid чипа можуть суттєво впливати на зміну чутливої області детектору.

Дослідження виконано за часткової фінансової підтримки Державного фонду фундаментальних досліджень України, проект № Ф58/04 (договір №Ф58/380-2013) в рамках Проблемної ключової лабораторії з фізики високих енергій.